DE1728050A1 - BACKLASH AND WEAR-COMPENSATING HIGH PRESSURE GEAR PUMP OR -ENGINE - Google Patents
BACKLASH AND WEAR-COMPENSATING HIGH PRESSURE GEAR PUMP OR -ENGINEInfo
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Description
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8 MÜNCHEN Ii1 den 10.8.688 MUNICH II 1 8/10/68
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BETR.: MEINE AKTE 1 729/JRE: MY FILES 1 729 / J
ütto ü o k e r- 1 e , Hals eh.ütto ü o k e r- 1 e, neck eh.
opiel- und verschleißausglGichende Hochdruck-Zahnrad—o Backlash and wear-compensating high-pressure gear -
pumpe 1OZWo -motor.pump 1 OZWo engine.
JJie Erfindung bezieht sich auf eine spiel- und "verschleißausgleichende Hochdruck-Zahnradpumpe "bzw. -motor mit einem angetriebenen Zahnrad und einem oder mehreren mit diesem kämmenden auijenverzahnten Zahnrädern, deren radiale und axiale Begrenzun'jsflu.ch.en des Druckraumes von einem gegen den Zahneingriff ver-JJie invention relates to a backlash and "wear-compensating High pressure gear pump "or motor with a driven Gear and one or more externally toothed gears meshing with this, their radial and axial limits of the pressure chamber by a
50.9 835/036350.9 835/0363
schiebbaren Steuerkolben und zwei seitlichen axial gegen die Zahnräder andrückbaren Axialscheiben gebildet werden, die jeweils -unter der wirkung von vom Druckmittel beaufschlagten Druckfeldern stehen, nach Patent (Patentanmeldungsliding control piston and two lateral axially against the Gears pressable axial disks are formed, each -under the effect of the pressurized medium Pressure fields are available, according to patent (patent application
p 15 53030.0).p 15 53030.0).
Derartige Maschinen haben den Nachteil, daß der Verschleiß ^ zwischen den Zahnradkopfkreisen und dem Steuerkolben sehr groß ist. Vor allen Dingen ist es schwierig, die Kompensationsdruckfelder in ihrer Größe so abzustimmen, daß sowohl mit Sicherheit ein Anliegen des Steuerkolbens an den Zahnradkopfkreisen in jeder Betriebsphase garantiert vird, als auch ein Verschleiß erreicht wird, der mit Hinsicht auf die Lebensdauer vertretbar ist» Da das Druckfeld zwischen den Zahnrädern und dem Steuerkorben von der augenblicklichen Stellung der Zähne abhängt, diese sich aber bewegen, wechselt dieses üruckfeldo Die ruhenden Kompensationsdruckfelder können jedoch nicht veränderlich ausgebil- * det werden. Das bedeutet, daß bei zu kleinen Kompensationsdruckfeldern der Steuerkolben periodisch abschwimmt und bei zu großen Kompensationsdruckfeldern ein zu großer Verschleiß auftritt.Such machines have the disadvantage that the wear ^ between the gear tip circles and the control piston is very great. Above all, it is difficult to adjust the size of the compensation pressure fields in such a way that the control piston is guaranteed to rest against the gear head circles in every phase of operation and that wear is achieved that is justifiable in terms of service life »Da das pressure field between the gears and the control baskets of the instantaneous position of the teeth depends, but these changes move, this üruckfeldo However, the dormant compensation pressure fields can not variably be trained * det. This means that if the compensation pressure fields are too small, the control piston periodically floats and if the compensation pressure fields are too large, excessive wear occurs.
Der vorliegenden Erfindung liegt die .aufgäbe zugrunde, eine Hochdruck-Zahnra&pumpe bzw. -motor zu schaffen, bei der die Kompensationsdruckfelder so groß ausgebildet werden können, daß mit Sicherheit kein Abschwimmen auftritt, wobei der Verschleiß jedoch in Grenzen gehalten werden soll.The present invention is based on the task, a To create high-pressure gear pumps or motors in which the Compensation pressure fields can be made so large that there is certainly no floating away, with wear but should be kept within limits.
- 3 -509835/0363- 3 -509835/0363
Da der Grund für den hohen Verschleiß bei den bekannten Maschinen die sehr kleine Lagerfläche des Steuerkolbens ist, die durch die Zahnköpfe der Zahnräder dargestellt wird, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen den Steuerkolben mit den Axialscheiben zu verbinden und diese auf den Zahnradwellen abzustützen.As the reason for the high wear on the known machines the very small bearing surface of the control piston is that is represented by the tooth tips of the gears, is according to the invention proposed to connect the control piston with the axial disks and to support them on the gear shafts.
Um die Toleranzen aufeinander abstimmen zu können, werden die Teile so dimensioniert, daß im Heuzustand der Steuerkolben die * Zahnräder berührt, zwischen den Bohrungen der Axialscheiben und den sie durchdringenden Zahnradwellen jedoch ein geringes Spiel von 0,05 bis 0,1 mm vorhanden ist» Beim Einlaufen der Maschine verschleißt die Gleitfläche des Steuerkolbens sehr schnell bis die Bohrungen der Axialscheiben an den Zahnradwellen zur Anlage kommeno Dann wird die durch die Druckfelder auf den Steuerkolben wirkende Kraft der Überkompensation, sowohl von den Zahnköpfen als auch über die Bohrungen der Axialscheiben von den Zahnradwellen aufgenommen. Die gesamte Lagerfläche ist damit ein Mehrfaches der ursprünglichen Lagerfläche, sie vergrößert I sich ca. vierfache Der Verschleiß ist daher sehr gering und kann vernachlässigt werden« Diese Konstruktion ist nach dem Einlaufen auch stabiler, da die Lagerflächen der Axialscheiben eine Beruhigung des Steuerkolbens bringen, der sich bei den bekannten Maschinen nur auf der bewegten Lagerflä.che der Zahnköpfe abstützte In order to be able to coordinate the tolerances, the parts are dimensioned in such a way that the control piston touches the * gears when the hay is in operation, but there is a slight play of 0.05 to 0.1 mm between the bores of the axial disks and the gear shafts passing through them » When the machine is running in, the sliding surface of the control piston wears out very quickly until the bores of the axial disks come into contact with the gear shafts recorded. The entire bearing surface is therefore a multiple of the original bearing surface, it increases by approx. Fourfold. The wear is therefore very low and can be neglected in the known machines was only supported on the moving bearing surface of the tooth tips
In den Zeichnungen sind Ausfuhrun^sbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellteThe drawings are exemplary embodiments of the object of the invention shown
503835/0363 ~ 4 "503835/0363 ~ 4 "
Figo 1 zeigt einen Schnitt durch einen ZahnradmotorFigo 1 shows a section through a gear motor
längs der Linie I - I in Fig» 3»along the line I - I in Fig »3»
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II - II in Jfig« 3> Fig. 3 einen Schnitt längs der Licie III - IIIFig. 2 shows a section along the line II - II in Jfig «3> 3 shows a section along the license III - III
in Fig. 1 undin Fig. 1 and
Fig» 4 einen Schnitt längs der Linie IV - IV in Fig» Fig. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie I - I in ^ Fig. 3j jedoch mit einer anderen AusbildungFIG. 4 shows a section along the line IV - IV in FIG. 5 shows a section along the line I - I in ^ Fig. 3j but with a different training
der Radialdruckfelder,
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie I - I in Fig„ 3the radial pressure fields,
FIG. 6 shows a section along the line I - I in FIG
mit einer weiteren Variante der Radialdruckfelder und
Figo 7 einen Schnitt längs der Linie II - II in Fig0 with another variant of the radial pressure fields and
Figo 7 is a section along the line II - II in Figure 0
bei Ausbildung der Radialdruckfelder entsprechendwith the formation of the radial pressure fields accordingly
der Figo 6.Figo 6.
Gemäß Fig. 1 sind in dem zentrisch ausgedrehten Gehäuse 1 zwei W mit Zahnrädern 2 und 3 versehene Zahnradwellen 4 und 5 angeordnet, von denen eine angetrieben wird, wenn die Maschine als Pumpe verwendet wird. Zu beiden öeiten der Zahnräder befinden sich.Steuerkolben 6 und 7* von denen jeder mit drei kreisrunden Lompensationsdruckfeidern 8, 9 und 10 ausgestattet ist, die über -Dohrungen 11, 12 und 13 mit dem JJruckraum 14 in Verbindung stehen und durch Kolben 15) 16 und 17 aus hochfestem Kunststoff abgedichtet sind.According to Fig. 1, two W with gears 2 and 3 provided gear shafts 4 and 5 are arranged in the centrically turned housing 1, one of which is driven when the machine is used as a pump. On both sides of the gears there are control pistons 6 and 7 *, each of which is equipped with three circular lcompensation pressure springs 8, 9 and 10, which are connected to the pressure chamber 14 via ports 11, 12 and 13 and through pistons 15) 16 and 17 are sealed from high-strength plastic.
— 5 — 50983S/0363- 5 - 50983S / 0363
Die Aolben T5, 16 und 17 sind an der am G-eb-äuseinnendurchmesser anliegenden fläche hydrostatisch entlastet, um ein einwandfreies .einstellen dieser Kolben gewährleisten zu können« Dies erfolgt z.B. bei dem ivolben 15 durch eine Ausnehmung 18 im Kolben, die über die Bohrungen 19 und 11 mit dem Druckraum 14 verbunden ist. Die hydrostatische entlastung ist insbesondere deshalb notwendig, weil die Bewegungsrichtung des oteuerkolbens 6 bzw. 7 eine andere ist als die Bewegungsmoglichkeit der Kolben 15, 16 und 17° -iie insbesondere die Figo 2 und 4 zeigen, sine: Sylinderstifte 20 und 21 vorgesehen, welche die .Steuerkolben 6 und 7 mit den Axialscheiben 22 und 23 verbinden,. Der Anschluß 24 ist ein Leckanschluß für eine Leitung zum Tank, um das Lecköl abzuleiten.The Aolben T5, 16 and 17 are on the inside diameter of the G-eb adjacent surface is hydrostatically relieved for a perfect To ensure that this piston can be adjusted «This is done, for example, with the piston 15 through a recess 18 in the piston, which is connected to the pressure chamber 14 via the bores 19 and 11. The hydrostatic relief is particular This is necessary because the direction of movement of the oteuerkolbens 6 or 7 is different from the possibility of movement the pistons 15, 16 and 17 ° - especially FIGS. 2 and 4 show sine: cylindrical pins 20 and 21 provided which the .Connect the control piston 6 and 7 with the axial washers 22 and 23 ,. The connection 24 is a leakage connection for a line to the tank, to drain the leakage oil.
Die Axialscheiben 22 und 23 könnten ebenso aus zwei Hälften bestehen« Die gestrichelten Linien in i'ig. 2 zeigen die Umrisse der axialen Komp en sat ions druckf elder 25 und 26 <> Die Axialscheiben haben in Ixeuzustand nur ein geringes Spiel zu den Zahnradwellen 4 und 5° iirst nach dem einlaufen sind die Spiele an den btellen 27 und 28 bzw0 27' und 28* je nach Druckseite des Motors aufsrehoben.The axial disks 22 and 23 could also consist of two halves. The dashed lines in i'ig. 2 show the outline of the axial Comp en sat ions druckf elder 25 and 26 <> The thrust washers have in Ixeuzustand only a small clearance to the gear shafts 4 and iirst 5 ° shrink after the games to the btellen 27 and 28 are respectively 0 27 ' and 28 * e j on the pressure side of the motor aufsrehoben.
Die 51Ig. 3 und 4 lassen das Gehäuse 1 mit den DeckeIn^' 29 30 erkennen,, Der Deckel 30 trägt die ^in- und -auslaji-j-mschlüs se 31 und 32. Die Axialscheiben 22 und 23 weisen auf der dem Getriebe abgewandten deite DruckTelder 25 und 26 bzw. 25' undThe 5 1 Ig. 3 and 4 show the housing 1 with the cover in ^ '29 30, the cover 30 carries the ^ in and -auslaji-j-mschlüs se 31 and 32. The axial disks 22 and 23 point to the large pressure field facing away from the gear 25 and 26 or 25 'and
509835/0303509835/0303
26' auf. Die Abdichtung dieser i'elder wird mittels O-Ringen 33 öder Metall-Hingen (bei hohen Drücken) vorgenommen und zwar so, daß sich die Axialscheiben 22 und 23 sowohl in bezug auf die Seitenflächen des Getriebes als auch zu je einer zwischen den Axialscheiben und den Deckeln 29 und 30 eingelegten Scheibe 34- bzw» 35 in einem quasi "schwimmenden Zustand" befinden«26 'on. The sealing of these i'elder is done by means of O-rings 33 dull metal hangings (at high pressures) carried out, namely so that the axial washers 22 and 23 both with respect to the side surfaces of the gearbox as well as one between each the axial disks and the covers 29 and 30 inserted disk 34 or »35 are in a quasi" floating state "«
fc Gemäß Fig. 5 erfolgt die Hadialkompensation der Steuerkolben 36 und 37 durch je zwei kreisrunde Kolben 38 und 39» deren Druckfelder über die Bohrungen 4-0 und 41 mit dem Druckraum 42 in Verbindung stehen. Die Kolben 38 und 39 stützen sich auf Segmenten 43 und 44 ab, die in das Gehäuse 1 eingesetzt sind. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Bewegungsmöglichkeit der Kolben 38 und 39 gleich ist der durch die Durchbiegung der Zahnradwellen 4 und 5 erforderlichen Nachsetzbewegung des Steuerkolbens 36 bzw. 37.fc According to FIG. 5, the radial compensation of the control piston takes place 36 and 37 by two circular pistons 38 and 39 each Pressure fields via the bores 4-0 and 41 with the pressure space 42 stay in contact. The pistons 38 and 39 are supported Segments 43 and 44 which are inserted into the housing 1. This embodiment has the advantage that the possibility of movement of the pistons 38 and 39 is the same as that due to the deflection of the Gear shafts 4 and 5 required additional movement of the control piston 36 or 37.
Die Figo 6 zeigt eine weitere Möglichkeit der Ausbildung der Steuerkolben« In den Steuerkolben 45 und 46 sind längliche, rechteckige Ausnehmungen vorgesehen, in denen Kunststoffkörper 47 und 48 angeordnet sind, die als Kolben dienen. Bei Verwendung von Kunststoffkolben für die radialen Kompensationsdruckfelder kann man sich die, wenn auch geringe Plastizität des Materials zu Mutze machen, indem man auf der vom Druck beaufschlagten Seite einen Einstich 49 vorsieht, der dann eine Dichtlippe 50 ausbildeteFigo 6 shows another way of training the Control piston «In the control piston 45 and 46 are elongated, rectangular recesses are provided in which plastic bodies 47 and 48 are arranged, which serve as pistons. Using from plastic pistons for the radial compensation pressure fields one can see the, albeit low, plasticity of the Material to cap by providing a recess 49 on the side exposed to pressure, which then has a Sealing lip 50 formed
509S35/Ö363509S35 / Ö363
In der "-Pig. 7 ist eine Ausführung der Axialscheibe 51 dargestellt, wie sie z.B. bei einerT-umpe entsprechend der Figo 6 verwendet werden kann.In the "-Pig. 7 an embodiment of the axial disk 51 is shown, as it is, for example, at a T-umpe according to Fig. 6 can be used.
509835/0363509835/0363
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